Проблема с минимальной кучей после извлечения минимального элемента

Я работаю над реализацией минимальной кучи и действительно новичок в этой концепции.

Используя это как ссылку:
https://www.geeksforgeeks.org/building-heap-from-array/
https://algorithmtutor.com/Data-Structures/Tree/Binary-Heaps/

Я изменил код и придумал:

(это код, с которым у меня проблемы, весь остальной код не имеет отношения к моей проблеме, по крайней мере, я так думаю)

#define LCHILD(x) (2 * (x)) + 1
#define RCHILD(x) (2 * (x)) + 2
#define PARENT(x) ((x) - 1) / 2
typedef struct {
    int key;
    Event *element; // Assume NULL for this example
} Node;
void swap(Node **x, Node **y) {
    Node *temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}
void heapify(void *pq, int n, int i) {
    Node **node = (Node**) pq;

    int smallest = i; // Initialize smallest as root 
    int left = LCHILD(i);
    int right = RCHILD(i); // right = 2*i + 2 
  
    if (left < n && (node[left])->key < (node[smallest ])->key) 
        smallest = left; 
  
    if (right < n && (node[right])->key < (node[smallest ])->key) 
        smallest = right; 
  
    if (smallest != i) { 
        swap(&node[i], &node[smallest ]); 
        heapify(node, n, smallest ); 
    } 
} 

int extractKey(void *pq, int *n) {
    Node **node = (Node**) pq;

    int minElement = (node[0])->key;

    node[0] = node[*n - 1];
    *n = *n - 1;

    heapify(pq, *n, 0);
    return minElement;
}
void insert(void *pq, int key, void *element, int *n) {
    Node **node = (Node**) pq;

    node[*n]->key = key;
    node[*n]->element = element;
    *n = *n + 1;

    int i = *n - 1;
    while ( (i != 0) && (node[PARENT(i)]->key > node[i]->key) ) {
        swap(&node[PARENT(i)], &node[i]);
        i = PARENT(i);
    }
}
  
int main() { 

    Node **pq = malloc (100 * sizeof(Node*));
    int i;
    for(i = 0; i < 100; i++) {
        pq[i] = malloc(sizeof(Node));
        pq[i]->element = malloc(sizeof(Event));
    }
  
    int n = 0; // heap size
  
    insert(pq, 0, NULL, &n);
    printHeap(pq, n); 
    
    insert(pq, 5, NULL, &n);
    printHeap(pq, n); 
    
    insert(pq, 1, NULL, &n);
    printHeap(pq, n); 
    
    insert(pq, 50, NULL, &n);
    printHeap(pq, n); 

    extractKey(pq, &n);
    printHeap(pq, n); 
    
    insert(pq, 10, NULL, &n);
    printHeap(pq, n); 

    return 0;
}

ВЫХОД:

Array representation of heap is:
0 
Array representation of heap is:
0 5 
Array representation of heap is:
0 5 1 
Array representation of heap is:
0 5 1 50 
Array representation of heap is:
1 5 50 
Array representation of heap is:
1 5 10 10 // What happened here?

Это происходит только тогда, когда я извлекаю минимальный узел, а затем добавляю новый. Если я не извлекаю узел, то он работает отлично. Я что-то упускаю?

EDIT 1: это функция печати, которую я использую. Забыл добавить его в начальный пост

(Это модифицированная версия по сравнению с найденной здесь:
https://algorithmtutor.com/Data-Structures/Tree/Binary-Heaps/)

void printHeap(void *pq, int n) {
    Node **node = (Node**) pq;

    printf("Array representation of heap is:\n");
  
    for (int i = 0; i < n; ++i) { 
        printf("%d ", node[i]->key);
    }
     printf("\n");
} 

РЕДАКТИРОВАТЬ 2. Я провел еще несколько тестов. Вот что я получил:


Inserted some print statements:
void insert(void *pq, int key, void *element, int *n) {
    Node **node = (Node**) pq;
    if(*n > 0) {
       printf("node[%d] = %d\n", *n-1, node[*n-1]->key);
    }

    node[*n]->key = key;
    printf("node[%d] = %d\n", *n, node[*n]->key);
    if(*n > 0) {
       printf("node[%d] = %d\n", *n-1, node[*n-1]->key);
    }
    node[*n]->element = element;
    *n = *n + 1;

    // move up until the heap property satisfies
    int i = *n - 1;
    while ( (i != 0) && (node[PARENT(i)]->key > node[i]->key) ) {
        swap(&node[PARENT(i)], &node[i]);
        i = PARENT(i);
    }
}

ВЫХОД:

node[0] = 0
Array representation of heap is:
0 
node[0] = 0
node[1] = 5
node[0] = 0
Array representation of heap is:
0 5 
node[1] = 5
node[2] = 1
node[1] = 5
Array representation of heap is:
0 5 1 
node[2] = 1
node[3] = 50
node[2] = 1
Array representation of heap is:
0 5 1 50 
Array representation of heap is:
1 5 50 
node[2] = 50
node[3] = 10
node[2] = 10 // Huh? it should be 50
Array representation of heap is:
1 5 10 10 

person KraveXL    schedule 24.02.2021    source источник
comment
Должен сказать, я рад, что вы нашли проблему, и, честно говоря, горжусь. Это было очень хорошо представлено и показало много усилий, чтобы искоренить проблему с вашей стороны (все более редкое качество в современном мире копирования/вставки. Я нашел это в Интернете, понятия не имею, как он должен работать, но это не так, это исправлено. мир. Достойно полученных положительных отзывов. Спасибо.   -  person WhozCraig    schedule 25.02.2021


Ответы (1)


Проблема в строке node[0] = node[*n - 1]; в extractKey. Это установка двух ваших указателей узлов на одно и то же значение, поэтому у вас больше нет 100 уникальных указателей узлов. (Как следствие, это также приводит к утечке памяти.) Изменение строки на swap(&node[0], &node[*n - 1]); должно решить проблему.

person Ian Abbott    schedule 24.02.2021
comment
Большое спасибо! Я должен думать об этом! Я не беспокоюсь об утечках памяти прямо сейчас, я просто пытаюсь изучить концепции. - person KraveXL; 25.02.2021
comment
Я тщательно обдумывал это как кучу уроков для себя. Хороший улов! - person Michael Dorgan; 25.02.2021
comment
Вы должны всегда беспокоиться об утечках памяти, @KraveXL. С самого начала соблюдайте дисциплину в этой области, чтобы у вас было мало (или совсем не было) утечек, которые нужно было бы найти и исправить позже. Возьмите это за привычку даже в одноразовых программах, чтобы свести к минимуму риск забыть, когда это имеет значение. - person John Bollinger; 25.02.2021
comment
@JohnBollinger В этом есть смысл. Обычно я более осторожен, когда строю что-то важное. Но я думаю, что это хорошая идея, чтобы не заводить привычку к обрывочному программному этикету. - person KraveXL; 25.02.2021